全球新消息丨【LeetCode剑指offer#04】包含min函数的栈、栈的压入、弹出序列(辅助栈的应用)
包含min函数的栈
https://leetcode.cn/problems/bao-han-minhan-shu-de-zhan-lcof/
定义栈的数据结构,请在该类型中实现一个能够得到栈的最小元素的 min 函数在该栈中,调用 min、push 及 pop 的时间复杂度都是 O(1)。
示例:
(资料图)
MinStack minStack = new MinStack();minStack.push(-2);minStack.push(0);minStack.push(-3);minStack.min(); --> 返回 -3.minStack.pop();minStack.top(); --> 返回 0.minStack.min(); --> 返回 -2.
提示:
各函数的调用总次数不超过 20000 次
思路
一种典型错误思路是:所有逻辑都在min函数中实现
class MinStack {public: /** initialize your data structure here. */ stack st1; stack st2; ... int min() { int min = INT_MAX; int tmp; while(!st1.empty()){ tmp = st1.top(); st1.pop(); if(tmp < min) min = tmp; st2.push(tmp); } while(!st2.empty()){ tmp = st2.top(); st2.pop(); st1.push(tmp); } return min; }};
这样会导致超时
因此我们需要在入栈和出栈的时候就进行一部分处理,即需要使用辅助栈(详见k神题解)
简单说一下就是,我们需要创建两个栈st1和st_min
st1是我们使用的主栈,st_min则用来存放当前的最小值
主栈为我们定义的"栈"结构提供栈相关的功能,而st_min则要保持栈顶永远为最小值,栈中元素顺序不重要
具体来说,需要在push和pop中进行处理
push
负责将数据压入主栈st1,同时判断当前入栈元素是否小于min栈栈顶元素
void push(int x) { st1.push(x);//先压入x //当min栈为空或者当前x小于min栈栈顶元素时,将x同时也压入min栈 if(st_min.empty() || st_min.top() >= x) st_min.push(x); }
pop
因为要维护min栈栈顶元素为当前最小值,所以当min栈不为空且min栈栈顶元素等于主栈栈顶元素时,min栈也要弹出栈顶元素
void pop() {//弹出元素 if(!st_min.empty() && st_min.top() == st1.top()) st_min.pop(); if(!st1.empty()) st1.pop();//然后主栈弹出栈顶元素 }
代码
class MinStack {public: /** initialize your data structure here. */ stack st1; stack st_min;//维护一个栈,其栈顶永远是最小值,栈中顺序无所谓 MinStack() {} void push(int x) { st1.push(x);//先压入x //当min栈为空或者当前x小于min栈栈顶元素时,将x同时也压入min栈 if(st_min.empty() || st_min.top() >= x) st_min.push(x); } void pop() {//弹出元素 //因为要维护min栈栈顶元素为当前最小值 //所以当min栈不为空且min栈栈顶元素等于主栈栈顶元素时,min栈也要弹出栈顶元素 if(!st_min.empty() && st_min.top() == st1.top()) st_min.pop(); if(!st1.empty()) st1.pop();//然后主栈弹出栈顶元素 } int top() { return st1.top(); } int min() { return st_min.top(); }};
栈的压入、弹出序列
https://leetcode.cn/problems/zhan-de-ya-ru-dan-chu-xu-lie-lcof/
输入两个整数序列,第一个序列表示栈的压入顺序,请判断第二个序列是否为该栈的弹出顺序。假设压入栈的所有数字均不相等。例如,序列 {1,2,3,4,5} 是某栈的压栈序列,序列 {4,5,3,2,1} 是该压栈序列对应的一个弹出序列,但 {4,3,5,1,2} 就不可能是该压栈序列的弹出序列。
示例 1:
输入:pushed = [1,2,3,4,5], popped = [4,5,3,2,1]输出:true解释:我们可以按以下顺序执行:push(1), push(2), push(3), push(4), pop() -> 4,push(5), pop() -> 5, pop() -> 3, pop() -> 2, pop() -> 1示例 2:
输入:pushed = [1,2,3,4,5], popped = [4,3,5,1,2]输出:false解释:1 不能在 2 之前弹出。
提示:
0 <= pushed.length == popped.length <= 10000 <= pushed[i], popped[i] < 1000pushed 是 popped 的排列。
思路
仍然需要使用辅助栈"思想",为什么说思想,因为本题在实现时不需要真正的去定义两个栈
具体来说,定义一个 主栈st 和一个指向popped数组开头的 指针i
遍历pushed数组,先将遍历值压栈,然后判断当前栈中的栈顶元素是否与popped当前值相等,不相等则不弹出栈中元素,指针i不移动
(图片来自k神题解)
当栈顶元素与popped数组元素不相等时处理方式均同上
直到相等时
弹出栈中元素,移动指针i
遍历到5以及后面的元素时也做相同的处理
直到将主栈st的元素清空,返回true
代码
class Solution {public: bool validateStackSequences(vector& pushed, vector& popped) { stack st;//主栈 int i = 0;//指针指向popped数组 //遍历pushed数组,将元素压栈 for(int num : pushed){ st.push(num); while(!st.empty() && st.top() == popped[i]){//若当前栈中不为空,且栈顶元素与popped数组的当前元素相等,弹出栈顶元素 st.pop(); i++;//移动指针 } } return st.empty(); }};
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